[实用新型]具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠

说明书

本实用新型涉及一种具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，包括丝杠、螺母、滚柱，丝杠与螺母之间通过滚柱传动连接，且滚柱与丝杠、螺母之间为传动螺纹连接，所述丝杠、螺母、滚柱的传动螺纹牙廓中至少有一个为渐开线牙廓，其余为直线牙廓。所述传动螺纹牙廓的螺纹轴向牙廓由两条对称分布的渐开线组成，两条渐开线在螺纹中径处切线所组成的夹角为螺纹的牙形角α。将渐开线的参数与所需要设计的螺纹参数相结合，建立应用于行星滚柱丝杠的渐开线螺纹牙廓，并且通过该实用新型得到的行星滚柱丝杠在啮合特性上要优于现有的圆弧牙廓啮合方式，可以有效的避免啮合的不稳定性和因啮合点变化导致的承载能力下降等问题，大幅提高行星滚柱丝杠承载的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种行星滚柱丝杠，尤其是一种将旋转运动转化为直线运动的行星螺旋传动机构，可重载高速传动行星滚柱丝杠。

背景技术

相比滚珠丝杠，滚柱丝杠具有承载能力更强、速度更快、精度更高、寿命更长、维护成本低等特点，从而成为航空机械、数控机床、精密仪器和仪表等精密机械设备中最为关键的基础部件之一，并得到了相当广泛的应用。

如图1所示，行星滚柱丝杠除丝杠1、螺母3、滚柱4外，还包括内齿圈2、行星架5、挡圈6等零件。根据传动过程中滚柱与螺母、丝杠之间的相对运动形式，行星滚柱丝杠大体上可以分成标准型、螺母型和循环型等三种类型，其中标准型滚柱与螺母轴向保持相对静止，螺母型滚柱与丝杠轴向保持相对静止，循环型滚柱相对于螺母作轴向周期型前后运动。

在具体运动过程中滚柱螺纹与丝杠螺纹、螺母螺纹分别啮合，以传动动力。当丝杠旋转时，螺母沿丝杠轴线移动，滚柱自转同时绕丝杠作行星运动，同时保持与螺母相同的轴向移动速度。通过上述的运动将旋转运动转化为直线运动。

在传动过程中，平面轮廓的螺纹接触点多，但是不能保证滚柱与丝杠(螺母)接触点处的直径保持恒定。为了获得精确的导程必须保证螺纹接触点的稳定性和精确性，滚柱和丝杠(螺母)的螺纹牙轮廓应该至少有一处为曲面。在以往的设计中，丝杠1与螺母3是具有相同头数的三角螺纹，法向(轴向)牙廓为直线；而滚柱4一般为单头螺纹，法向(轴向)牙廓为圆弧R。螺纹的齿形角α一般为90°，具体如图2(a)，(b)，(c)所示。传统的滚柱丝杠螺母啮合如图3所示。这种行星滚柱丝杠，圆弧R的曲率半径对于螺纹牙而言是固定的，这会带来在特定的螺距、规格情况下，啮合点十分靠近边缘，导致承载能力下降，甚至传动失效。

实用新型内容

为了减少在啮合过程中，发生螺纹啮合在边缘导致承载能力下降的问题。本实用新型提供一种具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，该行星滚柱丝杠中，螺纹的牙形由渐开线组成，由于渐开线的曲率半径是变化的，在牙顶部区域曲率半径较底部大，在实际的啮合过程可以有效地的避免啮合点十分靠近边缘时，导致承载能力下降，甚至传动失效的问题，而且由于曲率半径的变化使得该行星滚柱丝杠在啮合过程中，啮合点进一步固定在螺纹的中径附近，有效底避免啮合在边缘处。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠，包括丝杠、螺母、滚柱，丝杠与螺母之间通过滚柱传动连接，且滚柱与丝杠、螺母之间为传动螺纹连接，所述丝杠、螺母、滚柱的传动螺纹牙廓中至少有一个为渐开线牙廓，其余为直线牙廓。

进一步，所述传动螺纹牙廓的螺纹轴向牙廓由两条对称分布的渐开线组成，两条渐开线在螺纹中径处切线所组成的夹角为螺纹的牙形角α。

进一步，所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，螺纹轴向牙廓为直线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线。

进一步，所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，螺纹轴向牙廓为渐开线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线或者直线。

进一步，所述丝杠与螺母具有相同头数的螺纹，丝杠轴向牙廓为渐开线，螺母轴向齿廓为直线；而所述滚柱为单头螺纹，轴向牙廓为渐开线。